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| **** | 建设单位代码类型:|
| ****0112MA672PP53U | 建设单位法人:李杰 |
| 李雷 | 建设单位所在行政区划:**省**市**驿区 |
| ****开发区(**驿区)南二路2508号 |
| **金时新能超级活性炭研发项目 | 项目代码:**** |
| 建设性质: | |
| 2021版本:098-专业实验室、****基地 | 行业类别(国民经济代码):M7320-M7320-工程和技术研究和试验发展 |
| 建设地点: | ******驿区 ******驿区 |
| 经度:104.180278 纬度: 30.562778 | ****机关:****环境局 |
| 环评批复时间: | 2024-04-28 |
| 龙环承诺环评审〔2024〕024号 | 本工程排污许可证编号:****0112MA672PP53U001W |
| 项目实际总投资(万元): | 600 |
| 39 | 运营单位名称:**** |
| ****0112MA672PP53U | 验收监测(调查)报告编制机构名称:******公司 |
| ****0112MA6A68DF74 | 验收监测单位:**众标****公司 |
| ****0112MAE04X362J | 竣工时间:2025-09-01 |
| 调试结束时间: | |
| 2025-11-27 | 验收报告公开结束时间:2025-12-25 |
| 验收报告公开载体: | **建设项目环境信息公示平台 |
| 扩建 | 实际建设情况:扩建 |
| 无 | 是否属于重大变动:|
| 本项目在保持现有研发规模不变的情况下,租用******公司闲置厂房1572m2,购置直线振动筛、破碎机、**旋振筛、除铁机、回转炉、混料机、造粒机、辊道炉、离心机、间歇式硅烷CVD炉、间歇式高温烧结炉等设备,新增超级活性炭、椰壳硬碳、3D多孔硅碳复合材料(简称“硅碳”)的小试研发,其中超级活性炭、椰壳硬碳、3D多孔硅碳复合材料年最大小试研发批次分别为50批次/a、100批次/a、100批次/a,最大小试研发能力分别为4500kg/a、1000kg/a、300kg/a。 | 实际建设情况:本项目在保持现有研发规模不变的情况下,租用******公司闲置厂房1572m2,购置直线振动筛、破碎机、**旋振筛、除铁机、回转炉、混料机、造粒机、辊道炉、离心机、间歇式硅烷CVD炉、间歇式高温烧结炉等设备,新增超级活性炭、椰壳硬碳、3D多孔硅碳复合材料(简称“硅碳”)的小试研发,其中超级活性炭、椰壳硬碳、3D多孔硅碳复合材料年最大小试研发批次分别为50批次/a、100批次/a、100批次/a,最大小试研发能力分别为4500kg/a、1000kg/a、300kg/a |
| 无 | 是否属于重大变动:|
| 本项目运营期小试研发的物质分别为超级活性炭、椰壳硬碳、3D多孔硅碳复合材料。小试研发的主要内容是:原料的质量标准、加料方式、加料时间、反应条件优化(反应温度、时间、配料比、中间过程控制、终点判断等),通过小试对工艺参数进行调整,优化反应条件,为后期中试提供实验数据。 1、超级活性炭工艺研发及产污环节 本项目超级活性炭每年进行50批次的研发,每批次研发量为90kg/批次,每批次用时约4天/批次,年研发量为4500kg/a。研发过程中,不断对工艺参数进行调整,然后对研发的产品的代表性指标进行测试,以优化反应条件。 具体流程如下: (1)筛分:人工直接将外购的椰壳、椰壳炭、苎麻、坚果壳投加入直线振动筛内,经筛分后粒径≥5mm的原料经管道输入破碎机进行破碎,粒径<5mm的原料因含有杂质、泥沙等暂存于一般固废暂存间内。 此环节产生的主要污染物为筛分粉尘(G1-1-2)、噪声(N)、杂质(S1)。 (2)破碎 筛分后粒径≥5mm的原料经管道投加至破碎机内进行破碎,破碎后的原料进入下一道工序。 此环节产生的主要污染物为破碎粉尘(G1-1-1)、噪声(N)。 (3)筛分 破碎后的原料经管道输送至**旋振筛内进行筛分,筛分后粒径≥2mm的原料经管道输送至破碎机进行破碎,粒径<2mm的原料进入下一道工序。 此环节产生的主要污染物为筛分粉尘(G1-1-2)、噪声(N)。 (4)除铁 经筛分后粒径<2mm的原料经管道输送至除铁机内进行除铁,即去除原材料中的铁质和其他磁性物质,除铁后的原料进入炭化工序。 此环节产生的主要污染物为噪声(N)、杂质(S1)。 (5)炭化冷却 通过高温将物料转化为炭素基材料,同时去除水分和杂质。经除铁后的原料经管道输送至回转炉内炭化,回转炉采用电加热,将回转炉加热至300~500℃,同时通入氮气作为保护气体,持续4小时后完成炭化,炭化完成后进行降温,形成生物炭。 炭化主要分为了4个阶段; ①烘干阶段:回转炉上升到160℃,原料所含的水分主要依靠外加热量和本身燃烧所产生的热量进行蒸发。椰壳、椰壳炭、苎麻、坚果壳的化学组成几乎没变。 ②炭化初始阶段:这个阶段的温度为150~275℃,生物质原料热分解反应比较明显,椰壳、苎麻、坚果壳化学组成开始发生变化,其中不稳定的组分,如半纤维素分解生成二氧化碳、一氧化碳等物质。该阶段为吸热反应,热量来自原料自身燃烧产生热量,椰壳、苎麻、坚果壳的化学组成发生明显变化,到本阶段结束时,生物质原料转变为褐色,但尚未转变成生物炭。椰壳炭已炭化,有机分子已经发生了断裂分解、挥发等。 ③炭化阶段:这个阶段的温度为275~400℃,在这个阶段中,椰壳、苎麻、坚果壳急剧地进行热分解,生成大量分解产物。这一阶段放出大量反应热,椰壳炭中残留少量的小分子纤维素分解,所以又称为放热反应阶段。 ④煅烧阶段:温度上升450~500℃,这个阶段依靠外部供给热量进行炭的煅烧,排出残留在椰壳、椰壳炭、苎麻、坚果壳中的挥发性物质,提高椰壳、椰壳炭、苎麻、坚果壳的固定的碳含量。**学反应的角度对其进行分析,生物质在热解过程中发生了复杂的热化学反应,包括分子键断裂、异构化和小分子聚合等反应。椰壳、椰壳炭、苎麻、坚果壳等的主要成分是纤维素、半纤维素和木质素。热重分析结果表明,纤维素在52℃时开始热解,随着温度的升高,热解反应速度加快,到350-370℃时,分解为低分子产物。半纤维素结构上带有支链,是原料中最不稳定的组分,在225-325℃分解,比纤维素更易热分解,其热解机理与纤维素相似。纤维素、半纤维素热解过程如下: (C6H10O5)n→nC6H10O5 C6H10O55→H2O+2CH3-CO-CHO CH3-CO→CHO+H2→CH3-CO-CH2OH CH3-CO→CH2OH+H2→CH3-CHOH-CH2+H2O CH3COOH→CO2+H2O 同时生物质中的炭发生如下反应: 氧化反应式:C+O2=CO2,由于氧气不充分,同时发生反应:2C+O2=2CO,还原反应:C+CO2=2CO,C+H2O=H2+CO,C+2H2O=CO2+2H2,CO+H2O=CO2+H2。 原料在回转炉中于缺氧条件下被炭化,根据原料热解原理,热解产物主要为木焦油、木醋液、木煤气及生物炭和水蒸气。 木焦油是一种含烃类、酸类、酚类的复杂混合物。可燃气体主要成分是一氧化碳、氢气,以及甲烷、乙烯等。沸点为200~220℃,而炭化热解过程温度为160℃~450℃,木焦油在炭化过程中会以气态存在。 木醋液是以醋酸为主要成分的pH=3的酸性液体,与食醋的成分和色调极为相似,炭化热解过程温度为160℃~450℃,木醋液在炭化过程中会以气态存在。 炭化过程中产生的木焦油、木醋液、木煤气一起在回转炉排气口点燃,经燃烧后形成水蒸气和二氧化碳、颗粒物、二氧化硫、氮氧化物。 此环节产生的主要污染物为尾气燃烧废气(G2-1-1)、噪声(N)。 (6)破碎 人工将生物炭投入破碎机内,破碎后的原料经管道输送至**旋振筛内进行筛分。 此环节产生的主要污染物为破碎粉尘(G1-1-1)、噪声(N)。 (7)筛分 经破碎后的生物炭经管道输送至**旋振筛进行筛分,粒径≥80目的原料经管道输入破碎机继续破碎,粒径<80目的原料进入下一道工序。 此环节产生的主要污染物为筛分粉尘(G1-1-2)、噪声。 (8)碱活化 活化工序是用活化剂和碳发生氧化还原反应,侵蚀炭化物的内孔表面(这些大/中孔在炭化时已部分形成),同时去除未炭化物,使炭化料的中/微孔隙结构持续发达起来的工序。由于炭化料在生产过程中已经具备了部分的孔隙结构和一定数量的比表面积,活化就是在保持炭粒一定强度的前提下,通过工艺措施使炭化料具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积,达到活性炭所要求的技术性能。 本项目研发的超级活性炭产品,约有50%是经过碱活化,约有50%是经过水蒸气活化。 碱活化包括混碱、造粒、活化、冷却、清洗离心。 混碱:筛分后的部分生物炭经管道和外购的氢氧化钾、焦油按照一定比例放入密闭的混料机内进行充分混合。 生物炭和氢氧化钾均为颗粒状,焦油为液体,在密闭的混料间混合,不产生粉尘,此环节产生的主要污染物为噪声(N)。 造粒:混碱后的物料通过管道输送至造粒机内进行造粒,达到粒径为2~5mm的混合颗粒进入下一道工序。 此环节产生的主要污染物为噪声(N)。 碱活化、冷却:经造粒后的物料需要经管道输送至辊道炉(或推板炉)内活化,采用电加热将辊道炉(或推板炉)加热至850~950℃,持续4小时后完成活化,活化完成后的物料在辊道活化区内自然降温,经过6小时自然降温后,温度降至50℃以下后取出,进入下一道工序。 碱活化过程中发生以下反应: 2KOH→K2O+H2O C+H2O→H2+CO CO+H20→CO2+H2 K2O+CO2→K2CO3 KO+H2→2K+H2O K2O+C→2K+CO 碱活化过程中,产生一些活化尾气,主要是H2、CO等一些可燃气体和少量的碱蒸汽,再辊道炉(或推板炉)排气口点燃后,进行燃烧,生成二氧化碳、水、颗粒物、二氧化硫、氮氧化物。 此环节产生的主要污染物为尾气燃烧废气(G2-1-1)、噪声。 清洗离心:在离心机内加入纯化水将碱活化、冷却后物料清洗至中性再离心去除水分,进入下一道工序。 此环节产生的主要污染物为碱性废水(W1-1-1)、噪声(N)。 (9)水蒸气活化、冷却 本项目研发的超级活性炭产品约有49%是经过水蒸气活化的。经筛分后的部分生物炭需要经管道输送至回转炉内活化,回转炉采用电加热将回转炉加热至850~950℃,同时通入水蒸气作为活化剂,持续4小时后完成活化,活化完成后进行降温,降低至50℃以下后取出。 水蒸气活化过程中发生以下反应: C+H2O→H2+CO C+2H2O→2H2+CO2 活化过程中会产生可燃气体(CO、H2),在活化炉排气口点燃,经燃烧后,生成二氧化碳、水、颗粒物、二氧化硫、氮氧化物。 此环节产生的主要污染物为尾气燃烧废气(G2-1-1)、噪声(N)。 (10)除铁 活化后的物料经管道输送至除铁机内进行除铁,即去除原材料中的铁质和其他磁性物质,除铁后的原材料进入下一道工序。 此环节产生的主要污染物为噪声(N)、杂质(S1)。 (11)酸洗处理 通过酸洗处理,可以改变活性炭的化学性质,降低其pH值,进而使活性炭表面的功能团发生变化,同时,通过酸洗可以去除活性炭表面的一些杂质和残留物,进一步提高其吸附能力。酸洗处理包括浸泡、酸煮、离心、漂洗及干燥。 浸泡:除铁后的原料经管道输送至储存罐内,将纯水和浓度为36%盐酸按照1:1的比例加入至PE储存罐内对物料进行浸泡,浸泡8小时后,进入到酸煮工序。 此环节产生的主要污染物为工艺酸雾废气(G3-1-1)、酸性废水(W2-1-1)。 酸煮:经浸泡后的物料经管道运输至酸煮罐内,将酸煮罐加热至60℃进行酸煮8小时,酸煮废水排入废水处理池酸碱中和处理,物料进入到下一道工序。 此环节产生的主要污染物为工艺酸雾废气(G3-1-2)、酸性废水(W2-1-2)。 离心:酸煮后的物料通过管道输送至离心机将多余的酸甩出,物料进入下一道工序。 此环节产生的主要污染物为酸雾(G3-1-3)、噪声(N)、酸性废水(W2-1-3)。 漂洗、干燥:通过管道将物料输送至三合一真空干燥机中,加入纯化水对物料进行漂洗,经在线pH测试仪检测为中性时,停止漂洗,最后脱干水分。 此环节产生的主要污染物为酸雾(G3-1-4)、噪声(N)、酸性废水(W2-1-4)。 (12)钝化 为提高活性炭的安全性能,经漂洗、干燥后的物料经管道输送至辊道炉(或推板炉)内钝化,采用电加热,将辊道炉(或推板炉)加热至850℃,同时通入氮气作为保护气体,持续4小时后完成钝化,钝化完成后的物料在辊道活化区内自然降温,经过6小时自然降温后,温度降至50℃以下后取出,进入下一道工序。 (13)漂洗、干燥:将漂洗、干燥后的物料再次放入到三合一真空干燥机中,加入纯化水对物料进行漂洗,然后升温到60摄氏度泡煮8小时,最后脱干水分。 此环节产生的主要污染物为噪声(N)、酸性废水(W2-1-4)。 (14)除铁 纯化后的物料经人工送至除铁机内进行除铁,即去除原材料中的铁质和其他磁性物质,除铁后的原材料进入下一道工序。 此环节产生的主要污染物为噪声(N)、杂质(S1)。 (15)研磨 为保证超级活性炭粒径符合质量要求,需对活性炭进行研磨,具体流程如下: 完成除铁的物料通过管道输送至气流研磨机内进行研磨,气流研磨机由气流粉碎主机、滤筒除尘器、收集器、引风机等组成。压缩空气经过滤干燥后,通过拉瓦尔喷嘴高速喷射入粉碎腔,在多股高压气流的交汇点处物料被反复碰撞、摩擦、剪切进而粉碎研磨,研磨后的物料在引风机抽力作用下随上升气流运动至分级区,在高速旋转的分级涡轮产生的强大离心力作用下,使粗细物料分离,粒径≤2000目的物料经气流粉碎主机的分级区落入收集器底部的收料瓶中,粒径>2000目的物料下降至气流粉碎主机的粉碎区继续研磨,直至粒径≤2000后再经气流粉碎主机分级区落入收集器底部的收料瓶中。 此环节产生的主要污染物为研磨粉尘(G1-1-3)、噪声(N)。 (16)测试 为了了解活性炭的性能指标,需对超级活性炭进行测试。项目测试在测试间的通风橱内进行,项目在测试间设置2个通风橱,1个用于有机废气的收集,1个用于酸雾废气的收集,通风橱保持微负压状态,通风橱收集的废气经排风支管汇入排风主管,后汇入碱液喷淋塔进行处理。 本项目采用热电恒温干燥箱、电感耦合等离子体原子发射光谱仪等测试设备和盐酸、硝酸、氢氧化钠等测试药品对每一批次的活性炭进行抽样测试,主要对水分、灰分、粒度、pH值、金属含量、含氧官能团、比表面积、孔容、孔径分布、克比容量、振实密度、压实密度、电阻率、电导率等指标进行测试。各项指标的测试流程基本一致,主要流程为试样准备、分析、仪器测定、出具报告等,本次评价选取有代表性的测试工艺进行说明,具体如下: ①粒度指标测试 粒度测定主要是利用激光粒度仪测量试样的粒度分布。 A.试样制备:在烧杯中放入分散剂和被测试样,再加入一定量的纯水用玻璃棒充分搅拌,使样品分散均匀。 B.分析:开启激光衍射粒度分析仪,预热30min,按仪器说明书的规定,开启仪器进行测试。 此环节产生的主要污染物为检验废液(S2)、检验固废(S3)。 C.测定:读取D10、D50、D90、Dmax值结果取四次测试平均值。 D.测试报告:按照要求出具测试报告。 ②微量金属元素测试 微量金属元素测定的原理为:样品加入外购的王水(68%硝酸、36%盐酸,体积比1:3)后用微波消解仪溶解,经过滤、定容后,在酸性介质中,在选定的最佳条件下,于电感耦合等离子体发射光谱仪上分别测定发射光强度。 A.标液配制:分别准确吸取贮备混合标准溶液0.00mL、0.2mL、0.5mL、1mL、2mL、5mL置于6个100mL容量瓶中,各加入5mL硝酸,定容至刻度线,摇匀,配制成铁、钠、铬、铜、镍、铝、钴等元素浓度分别为0.00mg/L、0.10mg/L、0.25 mg/L、0.50mg/L、1.00mg/L、2.5mg/L的校准空白及系列混合标准溶液。 B.试验制备:称取0.4g~0.5g试样,于清洗干净的消解罐中;加入3mL硝酸,9mL盐酸摇匀,拧紧样品盖,置于微波消解仪内消解(消解温度不低于180C,时间不低于15min)。消解完后,冷却至室温,过滤,定容至100mL。同样方法制作一个试样空白。 该工序此环节产生的主要污染物为测试废气(G4)。 C.测定:在选定的最佳工作条件下,待仪器稳定后,设置测定波长,输入样品信息,将校准空白、系列标准溶液依次吸入,绘制标准曲线,然后再将试验空白及样品溶液以同样的方法直接测定。 该工序此环节产生的主要污染物为检验废液(S2)、检验固废(S3)。 D.结果计算与数据处理:读取仪器自动显示数据,按照GB/T8170的规定进行修约至小数点后两位。 E.测试报告:按照要求出具测试报告。 测试环节产生的主要污染物为测试废气(G4)、检验废水(W3-1-1)、噪声(N)、检验废液(S2)、检验固废(S3)。 2、椰壳硬碳研发工艺流程及产污分析 项目椰壳硬碳年进行100批次的研发,每批次研发量为10kg/批次,每批次研发用时约2天,年研发量为1000kg/a。 工艺流程简述: ①粉碎、破碎筛选 首先人工将外购的椰壳炭化料投入破碎机进行粉碎,粉碎至3mm~5mm左右后,通过管道输送至**旋振筛内进行筛分,筛分至粒度10-24目进入下一道工序。 此环节产生的主要污染物为破碎筛分粉尘(G1-2-1、G1-2-2)、噪声(N)。 ②碱洗、离心 破碎筛分后的物料,转移至酸煮罐,然后在60℃条件下搅拌(搅拌速度:300 r/min),加入1mol/L的氢氧化钾溶液进行碱洗,碱洗3小时后,通过离心机进行离心分离,去除碱液。 此环节产生的主要污染物为碱性废水(W1-2-1)、噪声(N)。 ③浸泡 将破碎筛分后的原料经管道输送至储存罐内,将纯水和浓度为36%盐酸按照1:1的比例加入至储存罐内对物料进行浸泡,浸泡8小时后,进入到酸煮工序。 此环节产生的主要污染物为工艺酸雾废气(G3-2-1)、酸性废水(W2-2-1)。 ④酸煮、离心 经浸泡后的物料经管道运输至酸煮罐内,将酸煮罐加热至60℃进行酸煮3小时,酸煮后的物料通过管道输送至离心机将多余的酸甩出,物料进入下一道工序。 此环节产生的主要污染物为工艺酸雾废气(G3-2-2、G3-2-3)、酸性废水(W2-2-2、W2-2-3)、噪声(N)。 ⑤漂洗、干燥 通过管道将物料输送至三合一真空干燥机中,加入纯化水对物料进行漂洗,经在线pH测试仪检测为中性时,停止漂洗,最后脱干水分,然后在120℃下,干燥12h。 此环节产生的主要污染物为工艺酸雾废气(G3-2-4)、噪声(N)、酸性废水(W2-2-4)。 ⑥二次碳化 将干燥好的中间料装入匣钵后随匣钵一起放入高温烧结炉中,在氩气保护条件下从室温升温(升温速度:5℃/min)至1500℃,保温2小时后随炉冷却至室温。 高温烧结炉采用电加热。碳化过程产生的碳化尾气主要为H2、CO等可燃气体,在高温烧结炉排气口点燃,经燃烧后形成水蒸气、二氧化碳、颗粒物、二氧化硫、氮氧化物。 此环节产生的主要污染物为尾气燃烧废气(G2-2-1)、噪声(N)。 ⑦气流研磨 为保证椰壳硬碳粒径符合质量要求,需对椰壳硬碳进行气流研磨。将冷却好的中间料进行气流研磨至3-5um,生成成品。 操作过程如下:将冷却好的中间料通过管道输送至气流研磨机内进行研磨,气流研磨机由气流粉碎主机、滤筒除尘器、收集器、引风机等组成。压缩空气经过滤干燥后,通过拉瓦尔喷嘴高速喷射入粉碎腔,在多股高压气流的交汇点处物料被反复碰撞、摩擦、剪切进而粉碎研磨,研磨后的物料在引风机抽力作用下随上升气流运动至分级区,在高速旋转的分级涡轮产生的强大离心力作用下,使粗细物料分离,粒径3-5um的物料经气流粉碎主机的分级区落入收集器底部的收料瓶中,粒径>5um的物料下降至气流粉碎主机的粉碎区继续研磨,直至粒径3-5um后再经气流粉碎主机分级区落入收集器底部的收料瓶中。 此环节产生的主要污染物为研磨粉尘(G1-2-3)、噪声(N)。 3、3D多孔硅碳复合材料(硅碳)研发工艺流程 项目硅碳年进行100批次的研发,每批次研发量为3kg,每批次研发用时1天,年研发量为300kg/a。 项目采用化学气相沉积法(简称“CVD”)来制备3D多孔硅碳复合材料(简称“硅碳”),项目以多孔碳骨架为原料,向多孔碳颗粒的孔隙里通入硅烷气体,通过高温热解使气体沉淀成硅纳米颗粒分散在多孔碳的孔隙里,该方法能对制备的纳米材料实现分子尺度的控制,产品形貌较好,同时沉积产生的硅碳材料组分均匀,结构较为致密,通过多孔碳内部的空隙来缓冲体积膨胀,因此膨胀率低,循环优异。 ①装料 首先,每批次将1kg多孔碳骨架粉末放入石英管中,然后将石英管放入气相沉积炉中密封。 此环节产生的污染物主要为噪声(N)。 ②抽真空 将气相沉积炉抽真空,减压至5×10-3 torr(托,压力单位,按惯例1torr=1mmHg)。 ③升温反应 通入高纯氮气,如此重复三次,随后通入保护气体氩气升至常压并加热至480℃。 ④合成 检测确保炉内杂质气体含量低于0.01ppm后,开始以2:1通入氮气与硅烷,控制流速确保炉内压力恒定。在480℃,常压下持续反应2小时,在此阶段硅烷分解成硅和氢气,硅沉积在骨架碳的孔隙里,氢气随尾气排出。反应结束后关闭硅烷,继续通入保护气体氩气并降至常温即可获得成品3D多孔硅碳复合材料。 沉积炉在抽真空、升温、合成过程中,会产生沉积炉尾气,沉积炉尾气在不同的操作阶段产生的尾气性质不同,在抽真空阶段主要是空气,在程序升温阶段主要是骨架碳中的水分,在硅沉积阶段主要是硅烷分解后未能利用的硅和氢气,以及作为保护气的氮气。沉积炉尾气在沉积炉排气口点燃,经燃烧后形成水蒸气、二氧化碳、颗粒物、二氧化硫、氮氧化物。 硅碳研发过程中,产生的主要污染物为尾气燃烧废气(G2-3-1)、噪声(N。) | 实际建设情况:本项目超级活性炭每年进行50批次的研发,每批次研发量为90kg/批次,每批次用时约4天/批次,年研发量为4500kg/a。研发过程中,不断对工艺参数进行调整,然后对研发的产品的代表性指标进行测试,以优化反应条件。 具体流程如下: (1)外购半成品生物炭:从厂商处购买合格的半成品生物炭。 (2)破碎 人工将生物炭投入破碎机内,破碎后的原料经管道输送至**旋振筛内进行筛分。 此环节产生的主要污染物为破碎粉尘、噪声。 (3)筛分 经破碎后的生物炭经管道输送至**旋振筛进行筛分,粒径≥80目的原料经管道输入破碎机继续破碎,粒径<80目的原料进入下一道工序。 此环节产生的主要污染物为筛分粉尘、噪声。 (4)混料 将筛分后不同粒径的原料按照一定的重量比例,投入到滚筒拌料机中进行搅拌均匀后进入到下一道工序。 此环节产生的主要污染物为粉尘。 (5)碱活化 活化工序是用活化剂和碳发生氧化还原反应,侵蚀炭化物的内孔表面(这些大/中孔在炭化时已部分形成),同时去除未炭化物,使炭化料的中/微孔隙结构持续发达起来的工序。由于炭化料在生产过程中已经具备了部分的孔隙结构和一定数量的比表面积,活化就是在保持炭粒一定强度的前提下,通过工艺措施使炭化料具有发达的孔隙结构和巨大的比表面积,达到活性炭所要求的技术性能。 本项目研发的超级活性炭产品,约有50%是经过碱活化,约有50%是经过水蒸气活化。 碱活化包括混碱、造粒、活化、冷却、清洗离心。 混碱:筛分后的部分生物炭经管道和外购的氢氧化钾、焦油按照一定比例放入密闭的混料机内进行充分混合。 生物炭和氢氧化钾均为颗粒状,焦油为液体,在密闭的混料间混合,不产生粉尘,此环节产生的主要污染物为噪声。 造粒:混碱后的物料通过管道输送至造粒机内进行造粒,达到粒径为2~5mm的混合颗粒进入下一道工序。 此环节产生的主要污染物为噪声。 碱活化、冷却:经造粒后的物料需要经管道输送至辊道炉(或推板炉)内活化,采用电加热将辊道炉(或推板炉)加热至850-950℃,持续4小时后完成活化,活化完成后的物料在辊道活化区内自然降温,经过6小时自然降温后,温度降至50℃以下后取出,进入下一道工序。 碱活化过程中发生以下反应: 2KOH→K2O+H2O C+H2O→H2+CO CO+H20→CO2+H2 K2O+CO2→K2CO3 KO+H2→2K+H2O K2O+C→2K+CO 此环节产生的主要污染物为活化尾气(主要是H2、CO等气体和少量的碱蒸汽)、噪声。 清洗离心:在离心机内加入纯化水将碱活化、冷却后物料清洗至中性再离心去除水分,进入下一道工序。 此环节产生的主要污染物为碱性废水、噪声。 (6)水蒸气活化、冷却 本项目研发的超级活性炭产品约有49%是经过水蒸气活化的。经筛分后的部分生物炭需要经管道输送至回转炉内活化,回转炉采用电加热将回转炉加热至850-950℃,同时通入水蒸气作为活化剂、通入二氧化碳气体补充碳元素和扩孔,持续4小时后完成活化,活化完成后进行降温,降低至50℃以下后取出。 水蒸气活化过程中发生以下反应: C+H2O→H2+CO C+2H2O→2H2+CO2 此环节产生的主要污染物为活化尾气,主要污染物为CO、H2。 (7)除铁 活化后的物料经管道输送至除铁机内进行除铁,即去除原材料中的铁质和其他磁性物质,除铁后的原材料进入下一道工序。 此环节产生的主要污染物为噪声、杂质。 (8)酸洗处理 通过酸洗处理,可以改变活性炭的化学性质,降低其pH值,进而使活性炭表面的功能团发生变化,同时,通过酸洗可以去除活性炭表面的一些杂质和残留物,进一步提高其吸附能力。酸洗处理包括浸泡、酸煮、离心、漂洗及干燥。 浸泡:除铁后的原料经管道输送至储存罐内,将纯水和浓度为36%盐酸按照1:1的比例加入至PE储存罐内对物料进行浸泡,浸泡8小时后,进入到酸煮工序。 此环节产生的主要污染物为工艺酸雾废气、酸性废水。 酸煮:经浸泡后的物料经管道运输至酸煮罐内,将酸煮罐加热至60℃进行酸煮8小时,酸煮废水排入废水处理池酸碱中和处理,物料进入到下一道工序。 此环节产生的主要污染物为工艺酸雾废气、酸性废水。 离心:酸煮后的物料通过管道输送至离心机将多余的酸甩出,物料进入下一道工序。 此环节产生的主要污染物为酸雾、噪声、酸性废水。 漂洗、干燥:通过管道将物料输送至三合一真空干燥机中,加入纯化水对物料进行漂洗,经在线pH测试仪检测为中性时,停止漂洗,最后脱干水分。 此环节产生的主要污染物为酸雾、噪声、酸性废水。 (9)钝化 为提高活性炭的安全性能,经漂洗、干燥后的物料经管道输送至辊道炉(或推板炉)内钝化,采用电加热,将辊道炉(或推板炉)加热至850℃,同时通入氮气作为保护气体,持续4小时后完成钝化,钝化完成后的物料在辊道活化区内自然降温,经过6小时自然降温后,温度降至50℃以下后取出,进入下一道工序。 (10)漂洗、干燥:将漂洗、干燥后的物料再次放入到三合一真空干燥机中,加入纯化水对物料进行漂洗,然后升温到60摄氏度泡煮8小时,最后脱干水分。 此环节产生的主要污染物为噪声、酸性废水。 (11)除铁 纯化后的物料经人工送至除铁机内进行除铁,即去除原材料中的铁质和其他磁性物质,除铁后的原材料进入下一道工序。 此环节产生的主要污染物为噪声、杂质。 (12)研磨 为保证超级活性炭粒径符合质量要求,需对活性炭进行研磨,具体流程如下: 完成除铁的物料通过管道输送至气流研磨机内进行研磨,气流研磨机由气流粉碎主机、滤筒除尘器、收集器、引风机等组成。压缩空气经过滤干燥后,通过拉瓦尔喷嘴高速喷射入粉碎腔,在多股高压气流的交汇点处物料被反复碰撞、摩擦、剪切进而粉碎研磨,研磨后的物料在引风机抽力作用下随上升气流运动至分级区,在高速旋转的分级涡轮产生的强大离心力作用下,使粗细物料分离,粒径≤2000目的物料经气流粉碎主机的分级区落入收集器底部的收料瓶中,粒径>2000目的物料下降至气流粉碎主机的粉碎区继续研磨,直至粒径≤2000后再经气流粉碎主机分级区落入收集器底部的收料瓶中。 此环节产生的主要污染物为研磨粉尘、噪声。 (13)测试 为了了解活性炭的性能指标,需对超级活性炭进行测试。项目测试在测试间的通风橱内进行,项目在测试间设置2个通风橱,1个用于有机废气的收集,1个用于酸雾废气的收集,通风橱保持微负压状态,通风橱收集的废气经排风支管汇入排风主管,后汇入碱液喷淋塔进行处理。 本项目采用热电恒温干燥箱、电感耦合等离子体原子发射光谱仪等测试设备和盐酸、硝酸、氢氧化钠等测试药品对每一批次的活性炭进行抽样测试,主要对水分、灰分、粒度、pH值、金属含量、含氧官能团、比表面积、孔容、孔径分布、克比容量、振实密度、压实密度、电阻率、电导率等指标进行测试。各项指标的测试流程基本一致,主要流程为试样准备、分析、仪器测定、出具报告等,本次评价选取有代表性的测试工艺进行说明,具体如下: ①粒度指标测试 粒度测定主要是利用激光粒度仪测量试样的粒度分布。 A.试样制备:在烧杯中放入分散剂和被测试样,再加入一定量的纯水用玻璃棒充分搅拌,使样品分散均匀。 B.分析:开启激光衍射粒度分析仪,预热30min,按仪器说明书的规定,开启仪器进行测试。 此环节产生的主要污染物为检验废液、检验固废。 C.测定:读取D10、D50、D90、Dmax值结果取四次测试平均值。 D.测试报告:按照要求出具测试报告。 ②微量金属元素测试 微量金属元素测定的原理为:样品加入外购的王水(68%硝酸、36%盐酸,体积比1:3)后用微波消解仪溶解,经过滤、定容后,在酸性介质中,在选定的最佳条件下,于电感耦合等离子体发射光谱仪上分别测定发射光强度。 A.标液配制:分别准确吸取贮备混合标准溶液0.00mL、0.2mL、0.5mL、1mL、2mL、5mL置于6个100mL容量瓶中,各加入5mL硝酸,定容至刻度线,摇匀,配制成铁、钠、铬、铜、镍、铝、钴等元素浓度分别为0.00mg/L、0.10mg/L、0.25 mg/L、0.50mg/L、1.00mg/L、2.5mg/L的校准空白及系列混合标准溶液。 B.试验制备:称取0.4g~0.5g试样,于清洗干净的消解罐中;加入3mL硝酸,9mL盐酸摇匀,拧紧样品盖,置于微波消解仪内消解(消解温度不低于180C,时间不低于15min)。消解完后,冷却至室温,过滤,定容至100mL。同样方法制作一个试样空白。 该工序此环节产生的主要污染物为测试废气。 C.测定:在选定的最佳工作条件下,待仪器稳定后,设置测定波长,输入样品信息,将校准空白、系列标准溶液依次吸入,绘制标准曲线,然后再将试验空白及样品溶液以同样的方法直接测定。 该工序此环节产生的主要污染物为检验废液、检验固废。 D.结果计算与数据处理:读取仪器自动显示数据,按照GB/T8170的规定进行修约至小数点后两位。 E.测试报告:按照要求出具测试报告。 测试环节产生的主要污染物为测试废气、检验废水、噪声、检验废液、检验固废。 2、椰壳硬碳研发工艺流程及产污分析 项目椰壳硬碳年进行100批次的研发,每批次研发量为10kg/批次,每批次研发用时约2天,年研发量为1000kg/a。 工艺流程简述: ①粉碎、破碎筛选 首先人工将外购的椰壳炭投入破碎机进行粉碎,粉碎至3mm-5mm左右后,通过管道输送至**旋振筛内进行筛分,筛分至粒度10-24目进入下一道工序。 此环节产生的主要污染物为破碎筛分粉尘、噪声。 ②碱洗、离心 破碎筛分后的物料,转移至酸煮罐,然后在60℃条件下搅拌(搅拌速度:300 r/min),加入1mol/L的氢氧化钾溶液进行碱洗,碱洗3小时后,通过离心机进行离心分离,去除碱液。 此环节产生的主要污染物为碱性废水、噪声。 ③浸泡 将破碎筛分后的原料经管道输送至储存罐内,将纯水和浓度为36%盐酸按照1:1的比例加入至储存罐内对物料进行浸泡,浸泡8小时后,进入到酸煮工序。 此环节产生的主要污染物为工艺酸雾废气、酸性废水。 ④酸煮、离心 经浸泡后的物料经管道运输至酸煮罐内,将酸煮罐加热至60℃进行酸煮3小时,酸煮后的物料通过管道输送至离心机将多余的酸甩出,物料进入下一道工序。 此环节产生的主要污染物为工艺酸雾废气、酸性废水、噪声。 ⑤漂洗、干燥 通过管道将物料输送至三合一真空干燥机中,加入纯化水对物料进行漂洗,经在线pH测试仪检测为中性时,停止漂洗,最后脱干水分,然后在120℃下,干燥12h。 此环节产生的主要污染物为工艺酸雾废气、噪声、酸性废水。 ⑥二次碳化 将干燥好的中间料装入匣钵后随匣钵一起放入高温烧结炉中,在氩气保护条件下从室温升温(升温速度:5℃/min)至1500℃,保温2小时后随炉冷却至室温。 高温烧结炉采用电加热。碳化过程产生的碳化尾气主要为H2、CO等气体。 ⑦气流研磨 为保证椰壳硬碳粒径符合质量要求,需对椰壳硬碳进行气流研磨。将冷却好的中间料进行气流研磨至3-5um,生成成品。 操作过程如下:将冷却好的中间料通过管道输送至气流研磨机内进行研磨,气流研磨机由气流粉碎主机、滤筒除尘器、收集器、引风机等组成。压缩空气经过滤干燥后,通过拉瓦尔喷嘴高速喷射入粉碎腔,在多股高压气流的交汇点处物料被反复碰撞、摩擦、剪切进而粉碎研磨,研磨后的物料在引风机抽力作用下随上升气流运动至分级区,在高速旋转的分级涡轮产生的强大离心力作用下,使粗细物料分离,粒径3-5um的物料经气流粉碎主机的分级区落入收集器底部的收料瓶中,粒径>5um的物料下降至气流粉碎主机的粉碎区继续研磨,直至粒径3-5um后再经气流粉碎主机分级区落入收集器底部的收料瓶中。 此环节产生的主要污染物为研磨粉尘、噪声。 3、3D多孔硅碳复合材料(硅碳)研发工艺流程 项目硅碳年进行100批次的研发,每批次研发量为3kg,每批次研发用时1天,年研发量为300kg/a。 项目采用化学气相沉积法(简称“CVD”)来制备3D多孔硅碳复合材料(简称“硅碳”),项目以多孔碳骨架为原料,向多孔碳颗粒的孔隙里通入硅烷气体,通过高温热解使气体沉淀成硅纳米颗粒分散在多孔碳的孔隙里,该方法能对制备的纳米材料实现分子尺度的控制,产品形貌较好,同时沉积产生的硅碳材料组分均匀,结构较为致密,通过多孔碳内部的空隙来缓冲体积膨胀,因此膨胀率低,循环优异。 ①装料 首先,每批次将1kg多孔碳骨架粉末放入石英管中,然后将石英管放入气相沉积炉中密封。 此环节产生的污染物主要为噪声。 ②抽真空 将气相沉积炉抽真空,减压至5×10-3 torr(托,压力单位,按惯例1torr=1mmHg)。 ③升温反应 通入高纯氮气,如此重复三次,随后通入保护气体氩气升至常压并加热至480℃。 ④合成 检测确保炉内杂质气体含量低于0.01ppm后,开始以2:1通入氮气与硅烷,控制流速确保炉内压力恒定。在480℃,常压下持续反应2小时,在此阶段硅烷分解成硅和氢气,硅沉积在骨架碳的孔隙里,氢气随尾气排出。反应结束后关闭硅烷,继续通入保护气体氩气并降至常温即可获得成品3D多孔硅碳复合材料。 沉积炉在抽真空、升温、合成过程中,会产生沉积炉尾气,沉积炉尾气在不同的操作阶段产生的尾气性质不同,在抽真空阶段主要是空气,在程序升温阶段主要是骨架碳中的水分,在硅沉积阶段主要是硅烷分解后未能利用的硅和氢气,以及作为保护气的氮气。 硅碳研发过程中,产生的沉积炉尾气主要为空气、水蒸气、硅、H2、氮气。 |
| 项目主要工艺不变,在生产过程中,取消了超级活性炭产品研发过程中的碳化工序,改为外购半成品生物炭;在筛分工序之后活化工序之前增加混料工序,增加一台滚筒拌料机;因需要对活性炭补充碳元素和扩孔,在水蒸气活化过程中增加通入二氧化碳气体。 | 是否属于重大变动:|
| 废气: 破碎、筛分、研磨粉尘:集气罩+布袋除尘器+15m排气筒 尾气燃烧废气:集气罩+水喷淋+布袋除尘器+15m排气筒 工艺酸雾废气、测试废气:集气罩或通风橱收集+碱液喷淋塔+15m排气筒 废水: 碱性废水由废碱池(2m3)进行收集,酸性废水由废酸池(2m3)进行收集,碱性废水、酸性废水收集后,在中和池(2m3)进行混合调节pH,然后与废水池(2m3)收集的检测废水、设备清洗废水、纯水制备浓水、车间拖布清洗废水、碱液喷淋塔废水,****公司****处理站(8m3/d)处理达标后,****处理厂。生活污水:依托厂房出租方已建预处理池(20m3)处理达标后,排入陡沟河污水处理 噪声: 选用低噪声设备、基础减震、合理布置、厂房隔声、距离衰减 固废: 一般固废: 杂质(泥沙、铁质等)、未沾染具有危险特性物质的废包装材料、布袋除尘器收集的粉尘:统一收集,定期外售 废RO反渗透膜:由供应商负责更换并回收处置 生活垃圾:由市政环卫部门统一清运处置 危险废物:依托****公司已建危废暂存间(50m2),分类收集后交由有资质单位处理。 | 实际建设情况:废气: 破碎、筛分、研磨粉尘:集气罩+布袋除尘器+15m排气筒 超级活性炭研发中碱活化过程产生、水蒸气活化过程产生的活化尾气,椰壳硬碳研发中碳化过程产生的碳化尾气,3D多孔硅碳复合材料(硅碳)研发过程中产生的沉积炉尾气:集气罩+二级水喷淋+1工艺酸雾废气、测试废气:集气罩或通风橱收集+碱液喷淋塔+15m排气筒5m排气筒 废水: 碱性废水由废碱池(2m3)进行收集,酸性废水由废酸池(2m3)进行收集,碱性废水、酸性废水收集后,在中和池(2m3)进行混合调节pH,然后与废水池(2m3)收集的检测废水、设备清洗废水、纯水制备浓水、车间拖布清洗废水、碱液喷淋塔废水、水喷淋废水,****公司****处理站(8m3/d)处理达标后,****处理厂。生活污水:依托厂房出租方已建预处理池(20m3)处理达标后,排入陡沟河污水处理 噪声:选用低噪声设备、基础减震、合理布置、厂房隔声、距离衰减 固废: 一般固废: 杂质(泥沙、铁质等)、未沾染具有危险特性物质的废包装材料、布袋除尘器收集的粉尘:统一收集,定期外售 废RO反渗透膜:由供应商负责更换并回收处置 生活垃圾:由市政环卫部门统一清运处置 危险废物:依托****公司已建危废暂存间(50m2),分类收集后交由有资质单位处理。 |
| 尾气点燃主要是为了处理超级活性炭产品研发过程中产生的碳化尾气中的木焦油、木醋液、木煤气。因工艺变动,取消了超级活性炭产品研发过程中的碳化工序,其主要污染物发生了显著变化(取消碳化工序前废气污染物主要为可燃性和含尘废气,取消碳化工序后废气污染物主要为含水量较高排放量小低浓度的碱蒸汽),因此调整了废气治理措施,原超级活性炭研发过程中的活化尾气、椰壳硬碳研发过程中的碳化尾气、3D多孔硅碳复合材料(硅碳)研发过程中的沉积炉尾气污染防治措施由“点燃+集气罩+水喷淋+布袋除尘器+15m排气筒”变动为“集气罩+二级水喷淋+15m排气筒。 | 是否属于重大变动:|
| 无 | 实际建设情况:无 |
| 无 | 是否属于重大变动:|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 0 | 0.2173 | 0 | 0 | 0 | 0.217 | 0.217 | |
| 0 | 0.0467 | 0 | 0 | 0 | 0.047 | 0.047 | |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | / |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | / |
| 0 | 0.002 | 0 | 0 | 0 | 0.002 | 0.002 | / |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | / |
| 0 | 0.0002 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | / |
| 1 | 预处理池、污水处理站 | 《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中的三级排放标准,《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T31962-2015)表1中B级标准 | 和环评一致 | 正常 |
| 1 | 布袋除尘器 | 《大气污染物综合排放标准》(GB 16297- 1996)表2中二级标准 | 和环评一致 | 正常 | |
| 2 | 二级水喷淋 | 《大气污染物综合排放标准》(GB 16297- 1996)表2中二级标准 | 和变动分析一致 | 正常 | |
| 3 | 碱液喷淋塔 | 《**省固定污染源大气挥发性有机物排放标准》(DB51/2377-2017)表3中涉及有机溶剂生产和使用的其它行业标准限值、《大气污染物综合排放标准》(GB 16297- 1996)表2中二级标准 | 和环评一致 | 正常 |
| 1 | 选用低噪声设备、基础减震、合理布置等措施。 | 《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348-2008)表1中3类限值 | 和环评一致 | 正常 |
| 1 | 项目分为重点防渗区、一般防渗区、简单防渗区;盐酸储罐区、废酸池、废碱池、中和池、废水池、依托的危废暂存间为重点防渗区,整个研发区为一般防渗区,办公区、会议室、会客展示厅为简单防渗区 | 和环评一致 |
| 1 | 般固废:①杂质(泥沙、铁质等)、未沾染具有危险特性物质的废包装材料、布袋除尘器收集的粉尘:统一收集,定期外售;②废RO反渗透膜:由供应商负责更换并回收处置;③生活垃圾:由市政环卫部门统一清运处置。 危险废物:沾染具有危险特性物质的废包装材料、检验废液、检验固废等危险废物,分类收集,依托现有的危废暂存间暂存后,定期交由有资质的单位统一清运处置。 | 和环评一致 |
| 无 | 验收阶段落实情况:无 |
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| 无 | 验收阶段落实情况:无 |
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| 无 | 验收阶段落实情况:无 |
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| 无 | 验收阶段落实情况:无 |
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| 无 | 验收阶段落实情况:无 |
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| 无 | 验收阶段落实情况:无 |
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| / |
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| 1 | 未按环境影响报告书(表)及其审批部门审批决定要求建设或落实环境保护设施,或者环境保护设施未能与主体工程同时投产使用 |
| 2 | 污染物排放不符合国家和地方相关标准、环境影响报告书(表)及其审批部门审批决定或者主要污染物总量指标控制要求 |
| 3 | 环境影响报告书(表)经批准后,该建设项目的性质、规模、地点、采用的生产工艺或者防治污染、防止生态破坏的措施发生重大变动,建设单位未重新报批环境影响报告书(表)或环境影响报告书(表)未经批准 |
| 4 | 建设过程中造成重大环境污染未治理完成,或者造成重大生态破坏未恢复 |
| 5 | 纳入排污许可管理的建设项目,无证排污或不按证排污 |
| 6 | 分期建设、分期投入生产或者使用的建设项目,其环境保护设施防治环境污染和生态破坏的能力不能满足主体工程需要 |
| 7 | 建设单位因该建设项目违反国家和地方环境保护法律法规受到处罚,被责令改正,尚未改正完成 |
| 8 | 验收报告的基础资料数据明显不实,内容存在重大缺项、遗漏,或者验收结论不明确、不合理 |
| 9 | 其他环境保护法律法规规章等规定不得通过环境保护验收 |
| 不存在上述情况 | |
| 验收结论 | 合格 |